Способ получения биосорбента ионов радиоактивных металлов

СОКЭЗ СОЕЗЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 179273 ЕИ ОПИСА К АВТОРСКОМ СВИДЕТЕЛЬСТВ ъединени ой энерги т атом Би техника" и Инстим./).В,Курчатова2) ,А,Величко, Л.С.К, кл. С 12 й идетельство СССР01 ) 20/22, 30.01.90 орское 327, кл Изве онов раги т биомассыления твения ее диГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ йЕДОМСТВО СССР,Изобретение относится к биотехнологии, а именно к способу получения биосорбен)гов ионов радиоактивных элементов из биокасс микромицетов - основного отхода производств экзогидролаз.В настоящее время способность связыват катионы из водных растворов установлен у различных систематических групп ми роорганизмов. Процесс извлечения метал ов из растворов с помощью микробной биомассы получил название биосорбции.Известен способ получения биосорбентовиз биомасс микроорганизмов, согласно которому биомассу обрабатывают избытком 0,25-1,25 молярного раствора щелочи (йаОН или КОН) при 50-100 С, промывают, сушат и используют для поглощения катионов металлов. При этом по сравнению с ис хоЦной биомассой имеет место увеличениевсеМ видов сорбции,я)5 В 01 .) 20/22, С 12 М 1/(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БИОСОРБЕНТА ИОНОВ РАДИОАКТИВНЫХ МЕТАЛЛОВ (57) Использование: биотехнология, а именно к получению биосорбентов. Сущность изобретения: получение биосорбентов из биомасс продуцентов экзогидролаз путем последовательной обработки твердой фазы смесью, содержащей 40-80; углеводородного растворителя и 60-207, спирта, при температуре 10 - 80 С в течение 2-6 ч и после отделения жидкой фазы избытком горячей дистиллированной воды при 60-100 С. Полученный твердый остаток сушат, измельчают и используют как биосорбент ионов радиоактивных элементов, Сорбционная способность повышается в 3 - 60 раэ. Недостаток способа получения биосорбентов из отходов микробиологических производств состоит в том, что для обработки биомасс используются химически агрессивные и токсичные вещества.Кроме того, промышленное производство биосорбентов по описанному выше способу характеризуется значительными объемами щелочных стоков, создавая после об аботки биомасс новые токсичные отхоРды, При этом полученные биосорбенты обладают низкой сорбционной емкостью по отношению к ионамрадиоактивных элементов. стен способ получения биосорбенрадиоактивных металлов путем рования балластных веществ из продуцентг экзогидролаз, отдердой фазы фильтрацией, промывастиллированной водой до рН 7,0, 1792738высушивания и измельчения, причем экст р гира в ание осу ществл я ю 1 цитрат-фосфатным буфером с рН 2,5-4,5 в течение0,5-5 ч при 5 - 45 оС, отделяют твердую фазу,повторно экстрагируют ее цитрат-фосфатным буфером с рН 4,5 - 6,5 в том же режимеи после отделения твердой фазы промывкуведут дистиллированной водой с температурой 60 - 100 оС.Недостатком способа является недостаточно высокая сорбционная способностьбиосорбента.Целью изобретения является малоотходное и экологически чистое получение биосорбентов иойов радиоактивных элементов с повышенной сорбционной способностью,Поставленная цель достигается тем, чтобиомассу обрабатывают смесью, содержащей 40 - 80 оуглеводородного растворителя(гексэн, гептан, пентан, экстракционныйбензин) и 60 - 20 оспирта (зтанол, н-пропанол, изопропанол, бутанол), при 10 - 80 С втечение 2 - 6,ч, отделенную фильтрациейтвердую фазу обрабатывают избытком горячей дистиллированной воды при 60 - 100 С,после чего твердую фазу сушат и измельчают,Способ заключается в следующем.Биомассу микромицетов обрабатываютсмесью, содержащей 40-80 оуглеводородного растворителя и 60 - 20% спирта, притемпературе 10 - 80 С в течение 2 - 6 ч, затемтвердую фазу отделяют фильтрацией и обрабатывают избытком горячей дистиллированной воды при 60-100 С, после чеготвердую фазу сушат, измельчают до зерен ииспользуют как,биосорбент,Предлагаемый способ получения биосорбентов основан на экстрагировании избиомасс смесью неполярного и полярногорастворителей как полярных соединений(белки, аминокислоты, нуклеотиды, органические кислоты), так и соединений, растворимых в неполярных средах (липиды,жирорастворимые пигменты и т.п.). Последующая обработка твердого остатка горячей водой приводит к эффективномуудалению различных олиго- и полисахаридов, ассоциированных с хитин-глюкановымкомплексом в клеточных стенках мицелия,Таким образом. при обработке биомасспредлагаемым способом происходит активация различных полярных функциональных групп, обеспечивающих связываниеионов радиоактивных элементов в биосорбенте,Сорбционную способность биосорбентов, полученных по предлагаемому способуи по прототипу, определяли по коэффициенту распределения (Кс). Величина Кб характеризует распределение металла междутвердым сорбентом и жидкой фазой и рассчитывается по формуле5, Асорб. Чвод,д=Ав.ф. Ртв.Асорб - радИОаКтИВНОСтЬ В СОрбЕНтЕ, БК;Ав.ф - радиоактивность в водной фазе,Бк;Чвод - объем водной фазы, мл;Ртв - масса твердого сорбента, г,Значения КО определяли для плутония 239 (И),европия(), цезия,Для этого навеску биосорбента массой"5 0,1 г перемешивают с 5 мл раствора радионуклида в течение 6 ч при комнатной температуре, твердую и жидкую фазы разделяютфильтрацией и в каждой из фаз количественно определяют радиоактивность на у 20 счетчике в стандартных условиях, Крассчитывают по вышеприведенной формуле;П р и м е р 1. Бйомассу продуцентацеллобиазы - Аэрегдцэ аропсов Зато 20Х ВКМГобрабатывают 5-кратнымобъемом смеси, содержащей 60 экстракционного бензина "Калоша" и 40 вэтанола, при 45 С в течение 4 ч. Твердый остатокотделяют фильтрацией и промывают горя 30 чей дистиллированной водой при 80 С.Твердый остаток сушат, измельчают и используют как биосорбент ионов радиоактивных элементов. Коэффициентыраспределения (К) составляют по плутонию; по европию960; по цезию 137 16,5.П р и м е р 2, Согласно примеру 1, крометого, что предлагаемым способом обрабатывают биомассу продуцента пектиназы40 Аэрегд 1 оэ 1 оеббиэ М. Кд составляют поплутонию 540; по европию 690; по цезию8,4.П р и м е р 3. Согласно примеру 1, крометого, что предлагаемым способом обраба-.45 тывают биомассу продуцента целлобиогидролазы и эндоглюканазы - ТгсЬобеггпачгЮе 13/10. Кд составляют по плутонию 50,по европию 480; по цезию 5,2.П р и м е р 4. Согласно примеру 1, кроме50 того, что биомассу обрабатывают смесью,содержащей 40% гексана и 60 изопропилового спирта (изопропанола) при 80 С втечение 2 ч. Твердый остаток промываютдистилллированной водой при 60"С, Кд со 55 ставляют по плутонию 480, по европию 820.по цезию 13,5,П р и м е р 5. Согласно примеру 1, крометого, что биомассу обрабатывают смесью,содержащей 80 гептана и 20;4 и-и ропило1792738 формула изобретения Способ получения биосорбента ионов ра иоактивных металлов, предусматривающи экстрагирование балластных веществ из иомассы продуцента экэогидролаз, отделение твердой фазы фильтрацией, сушку и измельчение, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения сорбционной способности биосорбента, экстрагирование балластных веществ проводят смесью, содержащей 40-807 ь углеводородного растворителя и 60-20 спирта, при температуре, 10-80 С в течение 2-6 ч, а отделенную фильтрацией твердую фазу обрабатывают избытком дистиллированной воды при 60-100 С. Составитель В.ВеличкоТехред М.Моргентал Корректор Л,Лукач РеДактор А,Волкова Заказ 470 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва,Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 вого спирта (н-пропанола) при 10 С в течение 6 ч, Твердый остаток промывают дистиллированной водой при 100 С, Кдо составляют по плутонию 560: по европию 635, по цеэию 7,6. 5П р и м е р 6. Согласно примеру 1, кроме того, что биомассу обрабатывают смесью, содержащей 200 пентана и 8000 бутилового спи та (н-бутанола) при 90 С в течение 1 ч. Тве дый остаток промывают дистиллиро ван ой водой при 50 С. Кд составляют по плуагонию 70, по европию 42, по цезию 4,6.П р и м е р 7. Согласно примеру 1, кроме тог, что биомассу обрабатывают смесью, содержащей 90 г 1 г гексана и 10,го эганоаа 15 пр 5 С в течение 7 ч. Твердый остаток промы ают дистиллированной водой при 100 С. Кд составляют по плутонию 38, по евр 1 пию 63, по цеэию 3,8,П р и м е р 8 (прототип). Биомассу про ду 1 нта целлобиазы - Аэрегд 1 Иоз )ароп 1 сцз, обрабатывают 10-кратным объемом 1 М раствора МаОН в дистиллированной воде при 75 С в течение 4 ч. Твердый остаток отделя 25 т,е 1 фильтрацией, промь 1 ллют дистиллированной водой до рН водной Фазы 7,0, сушат. измельчают и используют как биосорбент ионов радиоактивных элементов, К составляют по плутонию 45; по европию 15,7; по цеэию 4,2.Таким образом, предлагаемый способ позволяет получать биосорбенты ионов радиоактивных элементов из биомасс продуцентов экзогидролаэ, являющихся отходами производств. Сорбционная способность биосорбентов, полученных по предлагаемому способу, значительно (в 3- 60 раэ) превосходит сорбционную способность биосорбентов, полученных по прототипу. Преимущества предлагаемого способа состоят также в том, что для получения биосорбентов не используются химически агрессивные щелочные растворы, а отработанная смесь органических растворителей может быть регенерирована.Данный способ апробирован в лаборатории исследования техники в микробиологических производствах ВНИИбиотехника.